Kayaların Oluşumu | Makale 10

Kayaların Oluşumu

Kaya mekaniğine giriş yazımda kayayı, bir veya birden çok mineralin birleşmesi ile oluşan malzeme olarak tanımlamıştım. Mineral topluluğu olarak isimlendirilen kayalar (kayaçlar) jeolojik oluşumlarına göre, kaya kalitesine göre ve kaya süreksizlik içeriğini dikkate alan kaya kütlesine göre üç farlı şekilde sınıflandırılmaktadır.

Bu yazımda kayaların oluşumunu dikkate alan jeolojik sınıflandırmayı ele alıp, diğer yazılarımda kaya kalite göstergesi ve kaya kütle sınıflama sistemlerine değineceğim.

Jeolojik Sınıflandırma

Jeolojik sınıflandırma kayaların oluşumunu göz önüne almaktadır. Jeolojik sınıflandırmaya göre kayaların oluşumu; magmatik, metamorfik ve sedimenter (tortul, çökelik) olmak üzere üç farklı grupta incelenirler. Magmatik kayalar, magma kökenli kayaç eriyiklerinin katılaşması sonucunda oluşmaktadır. Metamorfik ve sedimenter kayalar ise magmatik kayaçların ayrışması ve/veya yüksek basınç ve ısı altında kimyasal özelliklerini değiştirmesi ile oluşmaktadırlar. Oluşan bu sedimenter ve metamorfik kayaların ergimesi ile de tekrar magmatik kayaçlar oluşmaktadır. Kayaların oluşumunu dikkate alan jeolojik sınıflandırmaya göre kaya türleri arasındaki değişim Şekil 1’de gösterilmiştir.

Şekil 1. Kayaç türleri arasındaki dönüşüm

Magmatik Kayaçlar

Bilindiği üzere dünya üç katmandan oluşmaktadır. Bu katmanlar çekirdek, manto ve kabukdur. Magmatik kayaların oluşumu bu manto tabakasındaki kayaç eriyiklerinin (magmanın) yeryüzüne kadar yükselip soğuması ve katılaşması sonucunda oluşmuştur. Granit, bazalt, andezit, gabro ve riyolit en bilindik magmatik kayaçlardandır.

Magmatik kayaçlar bünyelerinde sililsyumdioksit (silikat – SiO2) içerirler ve içerdikleri silikat miktarına bağlı olarak asidik veya bazik olarak isimlendirilmektedirler. Magmatik kayaçların asidik veya bazik özellikte olması kayacın fiziksel ve kimyasal özelliklerini etkilemektedir. Silikat oranı %65’den fazla olan granit, riyolit gibi kayaçlar açık renkli ve asidik özellik gösterirken, silikat oranı %65’den az olan bazalt, gabro gibi kayaçlar ise koyu renkli ve bazik özellik göstermektedirler (Şekil 2).

Şekil 2. Magmatik kayaç türleri

Magmatik bir kayacın asidik ve bazik olması yalnızca silikat oranına bağlı olarak belirlenmez. Silikat oranının yanında sodyum, potasyum, kalsiyum ve demir içeriğine göre de değişir. Şekil 3’de bu minerallerin artması ve azalmasına bağlı olarak asidik ve bazik magmatik kayaçlar verilmiştir.

Şekil 3. Asidik ve bazik magmatik kayaçlar

Magmatik kayaçlar içerdikleri mineraller dışında, soğudukları derinliklere göre de derinlik, damar ve yüzey kayaçları olarak üç farklı gruba ayrılmaktadır.

Derinlik kayaçları, magmanın litosferin farklı derinliklerinde katılaşması sonucunda oluşmaktadır. Çok hızlı soğuduklarından dolayı tam kristalli ve iri kristalli bir yapıya sahiptirler. Çok derinlerde oluşan granit, gabro siyenit gibi bu tarz kayalar kıta yükselimi ve erozyon sonucunda yeryüzünde görünür hal almıştır.

Damar kayaçları, magmanın yer kabuğundaki süreksizliklerden yükselerek soğuması sonucunda oluşmaktadır. Yeryüzüne yakın derinliklerde boşluk ve çatlaklarda yavaş soğuma ile oluşan damar kayaçlarının en çok bilinen türleri dayk ve sill’dir. Dayk olarak adlandırılan damar kayacı yeryüzüne dik yönde uzanan çatlakları, sill olarak adlandırılan damar kayacı ise yeryüzüne paralel olan çatlakları ifade etmektedir (Şekil 4). Tünel tasarımlarında dayk ve silller önemlidir ve tasarım aşamasında değerlendirilmesi gereken süreksizliklerdir.

Şekil 4. Magmatik kayaç dayk ve silller

Yüzey kayaçları ise magmanın yer yüzeyine yakın yerlerinde soğuması ile ve/veya yüzeye taşınarak soğuması sonucunda oluşan magmatik kayaçlardır. Derinlik kayaçlarının çatlar ile yüzeye ulaşması sonucunda oluşur. Örneğin derinlik kayacı olan granit çatlaklardan yüzeye ulaşarak riyolit yüzey kayacını, gabro yüzeye ulaşarak bazalt yüzey kayacını oluşturmaktadır.

Yüzey kayaçlarının bilinen diğer bir ismi volkanik kayaçlardır. Volkanik kayaçlar ince daneli ve kristallidirler. Volkanik kayaç denilince akıla ilk olarak lavların püskürtülmesi sonucu oluşan tüfler gelmektedir. Bunu yanında ülkemizde Nevşehir bölgesinde var olan peri bacaları da volkanik kayaçların en bilindik örnekleridir.

Volkanik kökenli magmanın (lavların) püskürtülmesi sonucunda çok hızlı soğuyan lavlar kristalleşemez ve camsı bir dokuya sahip olur. Volkanik cam, doğal cam olarak da bilinen obsidiyen bu şekilde oluşur. Obsidiyen tamamen amorf yapıda olup ok ve mızrak ucu yapımında kullanılmaktadır.

Magmatik kayaçların inşaat mühendisliğindeki önemine değinecek olursak, çok geniş bir kullanım alanı yelpazesine sahiptirler. Aşınmaya karşı dirençli olmaları sebebiyle yapı malzemelerinde tercih edilmektedirler. Bunun yanında ayrışmamış magmatik kayaçlar sağlam kaya olduklarından dolayı bina temeli ve barajlar için iyi bir zemin oluşturmaktadırlar. Yüksek dayanımlı beton üretiminde kullanılırlar. Dayanımı yüksek olan bazalt ve granit agregaları özellikle yüksek dayanımlı betonlarda tercih edilmektedir. Hafif agrega olarak adlandırılan tüfler ise hafif tuğla yapımında kullanılmaktadır.

Kayaların oluşumunu ele aldığımız bu yazının devamı olan Jeolojik sınıflandırma yazımı okuyarak metamorfik kayaç ve sedimenter (tortul) kayaçlar hakkında bilgi edinebilirsiniz.

Sevgiyle kalın 🙂

No Comments

Add a Comment

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir